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设计生态工业园:一些经验的综合
Raymond P. Cotea,*,E. Cohen-Rosenthalb
a加拿大新斯科舍省哈利法克斯达尔豪斯大学管理学院资源与环境研究学院
b生态工业发展计划,工作与环境计划,康奈尔大学,伊萨卡,纽约,美国
摘要
可持续性需要考虑社会或社区层面以及生态完整性和经济效率。此外,生态系统强调互动和相互依存。生态工业园区的定义已经开始通过将它们称为商业社区来解决这个问题。该文件介绍了一些举措,特别是在美国和加拿大。描述了企业之间以及企业与社区之间的互动类型,并将举措归类为工程设计或自我设计。本文列举了现有项目中出现的生态工业园区的11个特点。1998爱思唯尔科学有限公司保留所有权利。
关键词:定义; 礼; 美国; 加拿大; PALME; 环境署; 互动; 框架; 社区; 工程; 自主研发设计; 特点
引言
虽然作为一个研究领域尚处于起步阶段,但工业生态学正在成为应用环境可持续经济发展的令人兴奋的方法。自1980年发布世界保护战略以来的辩论,“我们共同的未来”1987年世界环境与发展委员会和1992年“21世纪议程”的报告导致逐步接受可持续发展必须将生态完整性,经济效率和社会公平。政府和工业界自1987年以来的大部分努力都强调了经济与环境之间的联系,而对可持续性的社会或社区层面的关注却少得多。由于工业是人类创造,人类是社会动物,因此我们需要一种将工业和环境与社会或社区视角结合在一起的方法。
生态学是研究物种之间以及物种与物理化学环境之间的相互关系。生态学的主要特征是物种所依赖的栖息地,被描述为发生在特定区域的物种群体以及物种,社区和物理和化学组成空间定义集合体的生态系统,
其相互作用形成一个或多或少稳定的系统。对于生态系统的三个特征而言,重要的是它们强调互动和相互依存。生态系统的稳定性在很大程度上取决于系统内物种之间的相互关系。这些连接随着系统成熟而扩大。人类是生态系统中其他物种的一部分并与之互动,并影响生态系统的物理和化学特性。
相比之下,工业体系倾向于强调企业的独立性和竞争力。然而,公司嵌入供应商和客户的连锁店或网络中,类似于土着或自然生态系统中出现的连锁店和连锁店。此外,工业依赖于环境中可用的资源来确保其生产力。其中包括建设设施的土地,建筑材料,能源供应的碳氢化合物,加工或冷却可能需要的水以及工人和工艺设备使用的空气。换句话说,个别公司和公司是系统的一部分。他们依赖别人,必须与他们合作才能生存下去。
从这个意义上说,我们可以讨论工业生态系统是否仅仅是自然生态系统的类比,并且考虑到这一点,或者工业生产和消费系统的代谢牢牢地嵌入生物圈,工业生态系统只是人类生态系统的另一种形式
作为优势种。工业园区或庄园,其中有几种类型,被认为是生态系统的一个组合,实质上是生态型。
本文将回顾生态工业园区的一些定义,讨论它们的特点,并基于这些特点提出为建立工业园区作为生态系统而制定的指导方针实例。本文将讨论北美,欧洲和日本在建立生态工业园方面的一些经验。最后,作者将介绍他们对这一经历中出现的生态工业园的基本特征的看法。
定义
一个工业园区被定义为“大量的土地,被细分并开发供多家公司同时使用,以其可分享的基础设施和公司的密切关系来区分”[1]。工业园区的类型和同义词包括工业区,工业区,出口加工区,产业集群,商业园区,办公园区,科研园区和生物科技园区。生态工业园现在已经被添加到这个清单中。与工业生态学本身一样,“生态工业园”一词有几种定义。
1995年,科特和霍尔[2]提出了这个定义:
生态工业园是保存自然资源和经济资源的工业体系,降低生产,材料,能源,保险和处理成本和负债; 提高工作效率,质量,工人健康和公众形象; 并为使用和销售废料提供创收机会。
Lowe等人提出了另一个定义。 [3]:
生态工业园区是一个制造和服务企业社区,通过合作管理环境和资源问题,包括能源,水和材料,寻求提高环境和经济表现。通过共同努力,企业社区寻求的收益大于各公司在优化个人利益时实现的个人收益总和。
在美国总统可持续发展委员会主办的1996年10月研讨会[4]中,两个定义得到了认真的考虑。第一个是:
与当地社区合作有效共享资源(信息,材料,水,能源,基础设施和自然栖息地)的企业社区,从而实现经济和环境质量收益以及公平增强企业的人力资源和当地社区。
参与者考虑的第二个定义是:
旨在尽量减少能源和原材料使用,尽量减少浪费,建立可持续的经济,生态和社会关系的计划材料和能源交换工业体系。
在描述什么是生态工业园时,可能值得考虑一些支持者认为生态工业园不具备的东西。 1994年,研究三角研究所和靛蓝发展国际
[5]认为这个术语适用于超过100%的发展
- “单一的副产品交换模式或交换网络;
- 回收业务集群(资源回收,回收公司等);
- 一批环境技术公司;
- 一批制造绿色产品的公司;
- 围绕单一主题设计的工业园区;
- 一个有环保基础设施或建筑的公园;
- 混合用途开发(工业,商业和住宅)“。
Ayres [6]认为,一个工业生态系统将涉及至少一家出口原材料或加工材料的大型企业,这些企业与能够利用“主要”行业主要废物流的大部分的企业中的一家相连。反过来,这些将与几个将卫生转化为可用产品的“卫星”企业联系起来。协调机制和信息共享将促进合作。
Lowe和Warren [7]指出,生态工业园区可能包括许多这些特征,但其基本特征是企业之间以及企业与自然环境之间的相互作用。与工业生态学领域一样,生态工业园的定义仍在发展。有人认为,我们正在讨论工业共生或副产品交换在不同复杂程度的连续过程中的转变。这些范围可以从涉及两种或两种以上材料的共生关系到虚拟生态工业园区,如德克萨斯州布朗斯维尔和墨西哥马塔莫罗斯,跨越国际边界[8]。
工业网络如奥地利施蒂利亚州所描述[9]。生态工业园的一些关键描述符似乎是社区,合作,互动,效率,资源和系统。传统工业园区可能最有效地实现了这些目标,但尚未对此进行评估。
过去的探究
尽管有很多共生关系的例子涉及物质交换,能量和水的级联以及物质回收和再循环的循环,但多方面的工业生态系统却很少。但是,许多国家正在对这些生态系统进行规划和设计。在美国,在美国环境保护局和总统可持续发展委员会的支持下,已经采取了一些举措。从表1中可以看出,已经确定了一系列地点,并应用了各种特征。
加拿大正在开展一些体现生态特征的工业项目,并有可能在全国范围内开展更多项目。伯恩赛德工业园区的“工业园区作为生态系统”项目始于1992年,是一项多学科研究项目,旨在研究工业园区可能对生态特征和功能的应用和解释。研究指导的预期结果首先是关于伯恩赛德本身的转变,其次是关于未来工业园区的建立。这是一项“正在进行的工作”,这是一项将持续一段时间的“活体实验”。由于这个项目已经在其他地方详细描述过了,所以我们在本文中不会详细讨论[2,11]。
表格1
美国的一些生态工业园项目[4,10]
自1995年以来,安大略省多伦多波特兰工业区的一项类似研究正在进行中。该工业区还涉及制造业和服务业各个领域的企业,并有可能进行废物和能源交换。最近一项关于加拿大整个生态工业园区可能与热电联产,能源级联和再循环的潜力的研究确定了40个地点,其中9个被认为具有生态工业发展的极好可能性[12]。表2提供了关于这些潜在的生态工业园区的更多细节。
加拿大有许多工厂有限的工业生态系统正在运行。在安大略省的萨尼亚,炼油厂,合成橡胶厂,石油化工设施和蒸汽发电站之间存在一些共生关系,并且可能存在更多联系。在安大略省的布鲁斯能源中心,围绕安大略水电的核电站组织“公园”,利用其余热和蒸汽发电能力。具有共同作用的行业将这种能力用于脱水,浓缩,蒸馏,水解和空间加热等过程[13]。其中四个设施也利用了农业生产的便利。在新斯科舍省,一家企业实体将木材/纸纤维和碳氢化合物循环中的多个行业联系在一起,这些行业的特点是废纸,纸板和油的回收利用。公司内部存在其他可能性,但部分原因是这些公司不在同一地点。
方针
工业园区或生态系统的实施指南发展缓慢,
现场 特点
弗吉尼亚州查尔斯角港 可持续技术,自然沿海特色
费尔菲尔德,马里兰州巴尔的摩 现有工业区的改造,热电联产,废物再利用,德克萨斯州布朗斯维尔的环境技术 区域或虚拟方式进行废物交换,销售
河滨,伯灵顿,佛蒙特 城市环境中的农业工业园区,生物能源,垃圾处理
查塔努加,田纳西州 内城和前军事生产设施,绿地,环境技术的再开发
绿色研究所,明尼苏达州明尼苏达州内城,小规模绿色企业孵化器,废旧物资再利用普拉茨堡,纽约 大型军事基地,资源和废物管理的重建,EMS East Shore,加利福尼亚州奥克兰市 资源恢复基于公园,美化环境,提高能源效率
伦敦德里,新罕布什尔州 小规模的社区公园
特伦顿,新泽西州 现有工业区的重建,清洁工业
Civano,亚利桑那州图森市 将商业和住宅,环境业务,自然景观富兰克林,扬斯维尔,北卡罗莱纳州结合起来的新发展 与可再生能源和环境技术的商业综合体
雷蒙德,华盛顿 第二个生长森林内的新公园,回收固体和液体废物华盛顿州斯卡吉特县 与支持系统和中心,环境产业的新公园
Shady Side,马里兰州 改造现有设施,维持就业,小规模的环境和技术
企业
表2
加拿大一些潜在的生态工业园区[12]
省 主要行业
温哥华,不列颠哥伦比亚省蒸汽发生器,造纸厂,包装,工业园堡萨斯喀彻温省萨斯喀彻温省。 化工,发电,苯乙烯,PVC,生物燃料
安大略省Sault Ste.Marie 发电,钢铁,造纸厂,刨花板厂,安大略省Nanticoke工业园 热电站,炼油厂,钢厂,水泥,工业园区
康沃尔郡,安大略 电力和蒸汽发电,造纸厂,化工,食品,电气设备,塑料和混凝土产品魁北克省Becancour 联合发电厂,化工厂(H2O2,HCL,Cl,NaOH,烷基苯)镁,铝蒙特利尔东,魁北克 热电厂,石油化工,炼油厂,压缩空气,石膏板,金属炼油厂,沥青等
圣约翰,新不伦瑞克 发电厂,造纸厂,炼油厂,酿酒厂,糖厂工业园Point Tupper,新斯科舍省 发电站,纸浆和造纸,建筑板,炼油厂
支持者探索这些系统的功能。在某些情况下,在应用研究项目的基础上制定了指导方针[3,14],在其他一些情况下,使用设计讲座的方式与美国的几个项目一样[10]。在前者中,指南反映了多学科研究人员团队的观点。在后者中,利益不同的多利益相关者群体提供指导。
联合国环境规划署工业和环境办公室刚刚发布了一份关于工业区环境管理的技术报告[15]。环境署注意到“工业区已成为全球景观的共同特征”。世界各地有超过12,000个工业园区和出口加工区将数十万个工业和数百万工人集中到相对紧凑的地区。一方面,这种集中会增加环境健康和安全风险,另一方面,这种集中管理可以促进材料,能源和废物的管理。该报告根据世界各地公园管理经验提供了新公园设计和现有公园运营的指导方针。技术报告涉及广泛的环境问题和预防或补救措施。它不是将工业园区建设成生态系统的指南,但它表明这些系统可能代表可持续工业发展的经济,生态和社会方面的最终整合。
法国出现了另一种方法。连接私人和公共组织的法国咨询小组DSA环境[16]提出了“行动标识环境法”(PALME)。帕尔梅是工业园区的生态标签,对生态工业园这个术语的解释略有不同。 PALME不强调周期,网络和网络。如表3所示,这些元素与Cote等人开发的指南非常相似。 [14]和其他人,虽然他们强调园区的环境管理,而不是行业之间的合作和互动。 PALME的要求非常苛刻。至少两个
表3
工业园区PALME标签的一些要素[15]
- 准备一份网站开发计划,并提供相关的法规和指导方针
- 为该网站准备一份初始基线“环境状态”报告
- 为建筑物制定景观规划和建筑要求
- 确保符合(环境)法规和章程,并遵守操作指南
- 制定并实施自然动植物保护计划,以维持或重建场地的生态平衡
- 实施有关自然环境和保护的公众意识和信息计划
- 建立清洁技术咨询服务
- 制定并实施“清洁建筑工地”计划
- 制定固体废物管理计划
- 制定工业废物和废水计划
- 制定雨水和地表径流管理计划,建设必要的设施
- 建议企业采取降噪措施和建筑物和机器材料
- 监测现场空气质量和噪音
- 为该网站制定能源管理计划
- 调查替代能源
- 与有关地方当局建立联络机制
- 建立上述监测和协调单位
法国的工业用地已经签署了棕榈园章程,其他的正在考虑之中。正在努力建立一个国家PALME协会。
正在开发的最令人兴奋的生态工业园项目之一是由日本EBARA公司与联合国大学和日本国际贸易工业部的零排放研究计划(ZERI)合作发起的。藤泽工厂生态工业园将工业,商业,农业,住宅和娱乐组件结合到一个多面的社区中。藤泽工厂园区将包括节能和级联技术,可再生能源,废物转化为能源,太阳能温室,利用湿地进行废水处理,处理过的废水再利用,
灰烬和其他废物转化成水泥和陶瓷,再利用和回收材料等。园区将得到零排放中心,环境诊所和物流中心的支持
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